Física III Experimento I

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3.3. Após a realização do experimento apontado no subitem 3.2, responda os seguintes questionamentos: 
A) Qual o princípio de funcionamento do Gerador de Van de Graaff? Qual o tipo de eletrização ocorre no equipamento?
Resposta: Através do movimento da correia. A eletrização ocorre pelo atrito na parte inferior do aparelho.
B) Como ocorre o acúmulo de cargas no Gerador de Van de Graaff? 
Resposta: Quando as cargas acumuladas da esfera metálica criam um campo elétrico, o ar ao redor do condutor sofrerá o processo de ionização que limitará o acumulo de cargas elétricas na esfera. As cargas desenvolvidas pelo contato com as polias aderem a ela e são por ela transportadas, assim se acumulam na esfera até que a rigidez do ar seja atingida. A carga é transportada continuamente por meio de uma corrente.
C) Como ocorre a descarga no gerador de Van de Graaff entre a esfera metálica menor presa a um bastão e a cúpula do gerador? 
Resposta: Pela diferença de potencial.
D) O Gerador de Van de Graaff produz campo elétrico? Faça o desenho esquemático de como fica a distribuição de carga neste campo. 
Resposta: Sim, produz campo elétrico.
(inserir imagem do desenho)
E) Se considerarmos que com uma carga pontual conseguimos um campo elétrico de 1,0 N/C em pontos afastados de 100 cm, qual seria a intensidade desta carga pontual? 
Resposta: (inserir a fórmula)
F) Por que o ar atmosférico passa de isolante para condutor de eletricidade no experimento? Responda fazendo uma comparação com o fenômeno dos relâmpagos que ocorrem durante uma tempestade. 
Resposta: Quando temos uma força elétrica atuando sobre os elétrons do ar (isolante) haverá uma tendência a arrancar os elétrons dos átomos, sendo assim, os elétrons se tornarão livres criando um grande número de íons no ar, alguns positivos e outros negativos. Devido aos íons o ar deixa de ser isolante e torna-se condutor, permitindo o surgimento da corrente elétrica. Quando a esfera menor fica com carga negativa é atraída pela carga positiva da esfera maior, semelhante ao que ocorre com os raios, a carga negativa da parte inferior das nuvens é atraída pelas cargas positivas na superfície da terra.
G) Justifique o ruído e a cor observada durante a descarga elétrica no ar no experimento do Gerador de Van de Graaff. Qual o sentido do raio produzido (da cúpula para o bastão ou do bastão para a cúpula). 
Resposta: O ruído grave que ouvimos é devido ao rápido aquecimento e expansão das moléculas de ar ao redor da esfera isso no momento em que sua rigidez é quebrada. Quanto à cor azulada é devido ao gás que compõe a atmosfera onde ocorre a descarga, temperatura que o gás vai atingir e distância que está sendo analisada a descarga. O sentido do raio produzido é do bastão para cúpula. 
H) Considere a situação em que o Gerador de Van der Graaff esteja ligado e que um indivíduo, utilizando sapatos fechados, coloque uma de suas mãos sobre a esfera metálica maior e a outra mão acima de papéis picados. O que se esperaria de acordo com a série triboelétrica? Como explicar o fenômeno em termos de cargas.
Resposta: A pessoa energizada positivamente e os papéis com carga negativa serão atraídos ou repelidos. Neste caso, como as cargas são opostas, os papéis picados serão atraídos.